Тривалі періоди посухи та хвилі спеки цього літа, що призвели до широкомасштабних лісових пожеж, а також раптових повеней, підкреслюють необхідність підвищення стійкості електричних мереж. Враховуючи виклики, спричинені зміною клімату, поточна криза постачання викопного палива є лише частиною рушійної сили для електрифікації нашої економіки та створення перспективних мереж у майбутньому. Дослідницькі проекти, що фінансуються ЄС, вказують на економічно ефективні рішення для підвищення стійкості мережі серед таких екстремальних погодних явищ і швидкого зростання попиту на електроенергію.
Зміна клімату збільшує частоту та серйозність екстремальних погодних явищ, які також включають шторми та холодні хвилі, і впливає на багато секторів. Це може призвести до системних збоїв і відключень електроенергії по всій Європі. Цього літа водосховища на всьому континенті зазнали серйозного зниження рівня через сукупний вплив засухи і зусиль системних операторів максимізувати використання дешевшої відновлюваної гідроенергії для задоволення зростаючого попиту на електроенергію.[1] Однак це стосується також розподільчих мереж, наприклад, у липні цього року в Лондоні кілька пожеж пошкодили лінії електромереж для регіонального електропостачання, вони виникли від перенавантаження мережі коли попит досяг піку через використання пристроїв кондиціонування повітря. У той же час ціни в Бельгії зросли до рекордного рівня, що змусило британського системного оператора платити рекордні витрати, щоб уникнути відключення електроенергії через імпорт. Тому зміну клімату необхідно враховувати при плануванні електромереж.
Оскільки екстремальні погодні явища стають частішими та серйознішими, безпечна та надійна робота розподільчих мереж погіршується. Нещодавні хвилі спеки є сумнозвісними прикладами екстремальних погодних явищ, тоді як хвиля спеки зазвичай вважається явищем що іде три дні поспіль з температурами, які перевищують температуру цих днів у історичному періоді на 90%.[2] Однак, як показано на малюнку нижче, також зростає кількість інших екстремальних погодних явищ, що обмежує постачання електроенергії.[3] Тому здатність мереж справлятися з такими погодними явищами має бути покращена.
Електромережі є ключовими для постачання споживачам електроенергії та використання розподілених джерел енергії, як підтверджено стратегією REPowerEU. Європейська кліматична політика стимулює загальну електрифікацію та, хоча кінцеве споживання енергії залишається стабільним, спрямована на подвоєння частки попиту на енергію, що покривається електроенергією, з нинішніх 25% до понад 50% до 2050 року.[4] Таким чином, буде необхідна додаткова поставка близько 4000 ТВт-год, що еквівалентно поточному загальному споживанню електроенергії в Європі в 2019 році. Частково електрифікація спричинена хвилями спеки; очікується подальше зростання зі 110 мільйонів одиниць охолоджувальних пристроїв у 2019 році до 275 мільйонів одиниць у 2050 році, оскільки кількість градус-днів коли потрібно охолодження вже потроїлося між 1979 і 2021 роками.[5] Такі пристрої, а також додаткові розподілені відновлювані джерела енергії ставлять підключені розподільні мережі в центр поточного переходу. Тому в умовах зміни клімату та «зеленого» переходу стійкі електромережі є ключовими для функціонування енергетичної системи.
Електрифікація є центральним елементом на шляху до кліматичної нейтральності та диверсифікації енергопостачання, але спонукає до необхідності зосередитися на стійкості розподільчих мереж. Пошук рішень для цих проблем, як-от додавання розподілених джерел енергії, мобільних і гнучких енергетичних ресурсів і зміцнення інфраструктури, є важливим. Оператори систем розподілу постійно працюють над підвищенням стійкості своїх мереж, досліджуючи різноманітні шляхи. Загалом, за оцінками, операторам систем розподілу потрібно близько 400 мільярдів євро додаткових інвестицій до 2030 року для підтримки та модернізації електромереж.[6] Проте кінцеві продукти та набори інструментів інноваційних дослідницьких проектів можуть дозволити системним операторам підвищити ефективність і гнучкість поточних мереж, відкласти додаткові інвестиції в інфраструктуру та скоротити можливий час простою електричних мереж.
Проект EUniversal спеціально досліджує проблеми стійкості, як підкреслили нещодавні екстремальні погодні явища. Разом із системними операторами E-REDES , Energa та E.ON з MitNetz , INESC TEC та Університетом Кіпру проект вивчає інструменти планування для прогнозування, оцінки та кількісної оцінки впливу екстремальних подій на розподільних мережах, а також визначення нових стратегій автоматизації та керування, використовуючи гнучкі ресурси для покращення реакції системи. До них входять симулятори просторових і часових подій для прогнозування та кількісної оцінки стохастичного впливу екстремальних подій, багатоцільові інструменти планування для забезпечення компромісного інформованого та надійного інвестиційного планування, алгоритми оптимізації для оптимального розподілу мобільних джерел енергії в умовах екстремальних ситуацій, стратегії подій враховуючи підтримку мережі гнучких ресурсів. Попередні результати вже демонструють ефективність цих інструментів у зміцненні гнучкості та стійкості розподільчих мереж до екстремальних погодних явищ. Фактично, інструмент моделювання CIPROS («Планування капітальних інвестицій для оптимізації стійкості розумних мереж»), розроблений командою Університету Кіпру, був обраний серед 12 найкращих інноваційних продуктів із проектів, що фінансуються ЄС, у конкурсі Innovation Radar Prize 2022 року від Європейської комісії.
Електричні мережі повинні бути готові до викликів, спричинених зміною клімату, таких як спека цього літа та посилення електрифікації. Такі інноваційні проекти, як EUniversal, впроваджують механізми, які дозволяють активно використовувати додаткові джерела відновлюваної енергії та враховують кліматичні виклики, які все більше й більше будуть частиною нашого повсякденного життя. Мережева інфраструктура має стати сильнішою та ефективнішою. Створення стійких мереж за допомогою інноваційних інструментів планування має важливе значення, щоб бути готовими до мінливих обставин.
Оригінал статті розміщений на сайті: euniversal.eu.
[1] Об’єднаний дослідницький центр (2022): Посуха в Європі, липень 2022 р.
[2] Норвезький метеорологічний інститут/EASAC (2013): Екстремальні погодні явища в Європі: підготовка до адаптації до зміни клімату
[3] EASAC (2018): Екстремальні погодні явища в Європі
[4] Європейська Комісія (2018): Європейське стратегічне довгострокове бачення процвітаючої, сучасної, конкурентоспроможної та кліматично нейтральної економіки
[5] Міжнародне енергетичне агентство (2018): Майбутнє можливостей охолодження для енергоефективного кондиціонування повітря
[6] E.DSO (2022): Європейська енергетична безпека потребує інвестицій у мережу
Джерело інформації: E-DSO
